^[8-9]。

Fe是多种植物生长发育的必需矿物元素，相关研究发现Fe可减少作物吸收和积累Cd等重金属^[10-11]，而植物培养过程中缺Fe则会增加其对Cd等重金属的积累^[12]。硅肥中的Si能提高土壤和植物根际pH^[13]，提高植物对重金属毒害的耐受力^[14]，增强植物根际氧化能力，从而改变土壤中的重金属形态，最终改变其在土壤中的生物有效性^[15]。

有研究证明，水钠锰矿负载型稻壳生物炭相对于稻壳生物炭来说大大增加了对Cd的吸附能力^[16]，但鲜有报道生物炭和微肥复合施用对土壤重金属形态的影响，因此本文选择皇竹草生物炭、咖啡渣生物炭和花生壳生物炭3种生物炭配施铁肥、锰肥和硅肥3种微量元素肥料作为土壤添加剂，研究不同组合添加剂对土壤中重金属Cd、Pb、Zn、Cu和Ni的钝化作用，从而筛选出生物炭配施微肥的最佳配剂，为农田土壤重金属污染控制提供理论参考。

供试土壤采自广州市白云区某菜地耕作层，土壤风干后磨细，过 2 mm筛备用。土壤类型为黏壤土，主要农化性状为：pH 6.3，有机质33.73g·kg^–1，铵态氮16.75 mg·kg^–1，有效磷40.57 mg·kg^–1，速效钾19.07 mg·kg^–1。本试验所用皇竹草采自华南农业大学生态农场，咖啡渣由星巴克咖啡厅提供，参考赖长鸿等^[17]将原料皇竹草和咖啡渣在500 ℃条件下制备成生物炭。花生壳生物炭(500 ℃)购自某公司。供试土壤和供试生物炭重金属含量见表1。本试验中所述的微肥包括铁肥、锰肥和硅肥，分别以FeSO₄·7H₂O[w(Fe)为20.1%]、MnSO₄·H₂O[w(Mn)为31.8%]和Na₂SiO₃·5H₂O[w(SiO₂)为28%]溶液的形式施入土壤中。

表 1 Table 1

表 1 供试土壤和生物炭中的重金属含量Table 1 Heavy metal content in experiment soil and biochar w/(mg·kg–1) 试验材料 Cd Pb Zn Ni Cu 供试土壤　　 0.82 693.02 28.53 24.02 12.19 皇竹草生物炭 1.33 62.49 114.66 30.45 39.54 咖啡渣生物炭 0.77 29.13 38.07 12.20 45.03 花生壳生物炭 0.69 29.33 91.48 14.43 10.10

表 1 供试土壤和生物炭中的重金属含量Table 1 Heavy metal content in experiment soil and biochar w/(mg·kg–1)

试验共设15个处理(表2)，每处理重复6次。将备好的土壤装入无盖的塑料盆(高12 cm、直径8 cm)内，每盆装150 g，然后施加生物炭和微肥，其中生物炭按2%的质量比施入土壤中，铁肥、锰肥和硅肥用量分别为1.300、0.010和0.428 g·kg^–1，施入后充分搅拌均匀。置于培养箱(25±2) ℃条件下无光照培养。控制土壤含水量为田间最大持水量的40%左右，并每2~3 d称量塑料杯的质量，补充定量的去离子水，培养从2016年10月20日开始，分别于11月2和16日(即培养14和28 d后)分2次取土样，每次每个处理组随机取土样3盆，测定其Cd、Pb、Zn、Cu和Ni的有效态含量。

表 2 Table 2

表 2 试验处理组Table 2 Experimental treatment groups 单一处理组 复合处理组 代号 名称 代号 名称 T0 对照 T7 皇竹草生物炭+铁肥 T1 铁肥 T8 皇竹草生物炭+锰肥 T2 锰肥 T9 皇竹草生物炭+硅肥 T3 硅肥 T10 咖啡渣生物炭+铁肥 T4 皇竹草生物炭 T11 咖啡渣生物炭+锰肥 T5 咖啡渣生物炭 T12 咖啡渣生物炭+硅肥 T6 花生壳生物炭 T13 花生壳生物炭+铁肥 T14 花生壳生物炭+锰肥 T15 花生壳生物炭+硅肥

表 2 试验处理组Table 2 Experimental treatment groups